JPH0458897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、回転物上に形成される要素において
磁極のバルクハウゼン反転なだれ（avalanche
Barkhausen reversals）を起させてこれを測定
することにより回転物のトルク及び／又は馬力を
測定する方法とその装置に関するものである。

従来技術 今日に至るまで、トルク及び／又は馬力は、充
分に小型且つ軽量で耐久性に優れたトルクメータ
がない為、回転機械をコントロールするのに慣用
されるパラメータとなつていない。従来技術にお
けるトルクメータは、回転軸の捩れ応力を測定す
るいくつかの手法の一つを使用している。その一
手法は、測定目標の回転軸に接着されたストレイ
ンゲージからトルク応答信号を発生させ、その軸
に設けられたスリツプリングに接触する電気ブラ
シを介して外部の受信機にこれらの信号を送る手
法である。然るに、スリツプリングとブラシは疲
労で変質し、ストレインゲージの出力信号は低レ
ベル化し、そして接着剤のクリープ変形により突
発的な乱調を呈する。しかしながら、より重要な
ことは、この手法では、ストレインゲージやスリ
ツプリングを回転軸に付着することが要求され
る。このような付着は、しばしば初期の軸バラン
スに影響を及ぼし、機械の性能や寿命を縮めるこ
とになる。更に、これらの機器は、振幅にのみ依
存して応答ごとに変る信号を発生し、ピツクアツ
プブラシによつて発生する雑音の為に高速回転時
において劣悪な信号をもたらす。これらの欠点
は、特にレシプロエンジンやタービンエンジン及
びロケツトターボポンプのような超高速回転機械
について重大である。これらにおいては、軸のバ
ランスの維持は臨界状態であり、回転速度は極大
である。更に、これらのタイプのトルクメータは
軸の回転速度が指示されず、馬力の測定に必要な
回転速度情報を決める為に磁気検出装置のような
付加センサが必要となる。

回転軸における捩りトルクを測定するもう一つ
の方法では、軸内にバイアス磁化を付与する一次
磁気コイルと、回転軸を捩れ負荷が加わつた状態
下においたときのバイアス磁化中の変化を発見す
る為に一次コイルに近接させた二次コイルを用い
る。その方法のアレンジの典型的な例が、カワフ
ネ他によるアメリカ合衆国特許第3861206号に見
出すことができる。もう一つの例がリープ他によ
るアメリカ合衆国特許第3427872号で示されてお
り、これは、一次コイル及び／又は磁気要素がテ
スト試料に磁気を誘導し、二次コイル手段を試料
中のバイアスが変化するときのバルクハウゼンノ
イズを発見する為に使用する。然るに、これらの
装置から得られる信号の質は測定目標の軸の回転
速度に大きく存在しており、通常極めて不明瞭で
応答時間が遅い為、高速回転軸等における応力及
び／又はトルクの意味のある解析を行うことが不
可能である。更に重要なことは、バルクハウゼン
ノイズは極めて弱い信号をもたらす。従つて、信
号は他の回路からの障害に敏感であり、それを検
出するには、敏感な感度を有し従つて効果な検知
及び増幅装置を必要とする。

ところが、回転物のトルクを測る為の従来技術
のもう一つの方法では、複数の誘導コイルとスト
レインゲージを用いており、回転物の外部に設け
られた一次誘導コイルが回転物に固着された二次
コイル中に電流を誘導する。誘導電流は、セメン
ト若しくはその他の手段で回転物に固着されたス
トレインゲージに向かつて流れる様に方向づけら
れる。これにより、ストレインゲージは、回転物
に加わる捩れ応力に応じた信号を発生し、その信
号は目的回転物に固着されたもう一つのコイルに
よつてもう一つの外部誘導コイルに送られる。こ
の方法は、そこで使用される多数の誘導コイルや
それらの間で発生するロスの為、重量や出力面の
要望及び回転物の初期のバランスに対する効果と
いう観点から、極めて不利益である。その上、出
力信号は非常に弱いので、広範にわたる増幅を必
要とし、これがシステムとしても複雑且つ大型化
を助長する。又、他の方法と同様に、高回転速度
での性能が不十分である。

目 的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであつ
て、従来の装置より極めて広い操作範囲を示す小
型且つ軽量で耐久性に優れたトルクメータを提供
することを目的とする。

本発明の他の目的の一つは、適用された機械の
回転バランスを崩すことのないトルクメータを提
供することである。

本発明のもう一つの目的は、トルク又は馬力の
何れか一方を正確に測定する示度を備え目標とな
る機械の回転速度に多少なりとも影響されず時間
的に乱調化することのないトルクメータを提供す
ることである。

本発明の更に他の目的は、周期的に交換するこ
とが必要で重要な回転物の初期のバランスを乱す
虞れのあるストレインゲージ、スリツプリング、
ブラシ、大きい誘導コイル又はその他の部品を必
要としない高精度のトルクメータを提供すること
である。

本発明の更にたの目的は、非鉄磁性体材料の軸
に適用が容易なトルクメータを提供することであ
る。

本発明のもう一つの目的は、応答信号を送る為
の大きくて高価な検出器や増幅器及び応答信号を
発生する為の電気オシレータを共に必要としない
トルクメータを提供することである。

本発明の他の目的の一つは、トルクメータがス
タート／ストツプ時の瞬間的な測定や制御的な応
用に使える様に、非常な低速度時に充分な振幅を
備えた応答信号を発生させることが可能なトルク
メータを提供することである。

本発明の更に他の目的の一つは、瞬間状態を正
確に測定できる様に極めて速い応答時間を有する
トルクメータを提供することである。

本発明の又更に他の目的は、その応答信号が測
定範囲時間を与える毎に応答して変化することが
できるトルクメータを提供することである。

本発明の更に他の目的は、軽量であるというだ
けでなく高低双方の回転速度において近くの回路
からの電気的な障害をまぬがれることができ強く
且つ識別が容易な信号をも発生させるトルクメー
タを提供することである。

本発明のもう一つの目的は、極めて高回転速度
で回転する場合に有効なトルクメータを提供する
ことである。

本発明に更に他の目的の一つは、殆ど邪魔にな
らず非常に簡単であるから、トルク／馬力の測定
が最終的に回転機械をコントロールする為に慣用
されるパラメータとなるトルクメータを提供する
ことである。

構 成 上述した全ての目的及び他の目的が、この測定
対象となる回転物の表面上にリボン状に形成され
ており、内部にバルクハウゼン反転のなだれ現象
を発生させることが可能な磁気歪要素と、磁気歪
要素中においてバルクハウゼン反転なだれを連続
的に開始させそして各反転後に磁気歪要素をリセ
ツトする為に目的回転物に近接して配置された永
久磁石と、バルクハウゼン反転なだれに応答し信
号を発生させる検出コイルと、応答信号と回転物
のトルクレベルの指示とを相関させる読出回路と
を有するトルクメータを提供する本発明により達
成される。磁気歪がバルクハウゼン反転なだれを
変調させているという理由により、磁気歪要素が
捩れ負荷の変動に応答して変化する信号を発生さ
せるのであろう。

磁気歪要素は、目的回転物の表面に付着、塗
布、粒子衝撃（particle bombsrded）又はボン
ド結合されたほんの二、三千分の一インチの厚さ
の多層状ユニツトが好適である。磁気歪要素がバ
ルクハウゼン反転なだれ効果から信号を発生させ
るという理由から、その応答信号は、目的回転物
の回転速度よりも寧ろ磁化領域の反転速度に依存
し、強く且つ応答時間が極めて短くなる様に形成
されるべきである。

以下、本発明の１実施例に基づいて添付図面を
参照し、具体的に説明する。

第１図において、本発明は、なだれ型のバルク
ハウゼン磁気反転現象を発生させる為に回転軸１
４上に形成された磁気歪要素１２と、各反転後に
磁気歪要素１２をリセツトする為のリセツトマグ
ネツト１６と、磁気歪要素１２中にその反転を突
然引き起させる為のトリガー用マグネツト１８
と、バルクハウゼン反転なだれ毎の応答信号を発
生させる為の検出コイル２０と、応答信号と回転
軸１４のトルクレベルの指示とを関係付ける為の
読出回路２２とを有するトルクメータ１０を提供
する。これらの内の磁気歪要素１２を除いた他の
全ての要素は、図示されていない適切な外的支持
体により磁気歪要素１２の近傍で回転軸１４に近
接して配置されている。

回転軸１４は、レシプロエンジンやタービンエ
ンジン、コンプレツサー又はターボポンプ等の回
転軸の様に測定すべき捩れ応力を受けている回転
要素を代表するものと理解されるべきである。以
下の説明から明らかな様に、本発明は以下の二，
三の実施例を越えて広く応用可能である。

第１図及び第３図に示される如く、磁気歪要素
１２は、好適には、回転軸１４の外表面２４上に
リボン形状をなしていることが望ましい。例え
ば、直径が１インチの回転軸１４上に、磁気歪要
素１２を長さが約１インチで幅が1/8インチとな
る様に形成する。全ての場合において、磁気歪要
素１２は、回転軸１４のバランスの妨害を可及的
に縮小する為にほんの数千分の一インチの厚さに
形成するのが好ましく、高い磁気最大保持力を備
えた鉄磁性体材料から全体を形成されたジヤケツ
ト２８によつて被覆された低い磁気最大保持力の
鉄磁性体材料から成るコア２６を有している。第
３図に示される好適実施例を形成する場合には、
望ましくは75％の鉄と25％のニツケルから成る合
金を有する第一層３０が、ジヤケツト２８の下半
分を形成するべく回転軸１４の外表面上に先ず電
気鋳造される。次に、50％の鉄と50％のコバルト
からなる合金層がコア２６を形成すべく第一層３
０上に電気鋳造され、更にその上に、約75％の鉄
と25％のニツケルから成る第二層３２がジヤケツ
ト２８の上半分を形成すべく電気鋳造されてい
る。層３０及び３２はコア２６を備えた材料より
も厚いことが望ましい。このようにして、層３
０，３２がコア２６を囲むジヤケツト２８を形成
する。然しながら、磁気歪要素１２の端部３４及
び３６でコア２６が露出する様に、その端部３
４，３６でジヤケツト２８とコア２６が共存する
ことが望ましい。第３図では、磁気歪要素１２が
回転軸１４の外表面上で認識できる脹らみを成し
ている様に描かれているが、実際は、その脹らみ
が殆ど目立たないほんの数千分の一インチの高さ
であることを理解しておくべきである。

要素１２を“磁気歪”と称するのは、少なくと
もコア２６だけ、又は、要素１２のコア２６及び
ジヤケツト２８の双方が、要素１２の磁化方向及
び広さが要素１２の歪状態に依存する程度に磁気
歪的であることを意味している。

層３０，３２及びコア２６を電着により形成す
れば、磁気歪要素１２に軸１４の外表面近傍と同
様な機械的歪を確実に受けさせることができるで
あろう。しかし、他の接合方法でも同様な効果を
あげることが可能であり、そして、軸１４の物性
によつては他の方法が必要とされる。例えば、軸
１４がプラスチツクやゴムの様な誘電体から成る
場合は、化学付着や蒸着、スパツタリング、粒子
衝撃又は塗布により軸１４の各層を形成すること
ができる。第４図においては、表面２４に形成さ
れた凹部３４′中に層３０′，３２′及びコア２
６′が付着されていることにも注意すべきである。
このような構造は、表面２４の連続性を維持し、
軸１４の表面に同様に埋設することにより磁気歪
要素１２の捩れ感度をも向上させる。又、第１図
において磁気歪要素１２が軸１４の中心軸３８の
方向に沿つて延在せしめられていることにも注意
すべきである。然し、第２図に示す如く、磁気歪
要素１２の捩れ感度を可及的に増大させる為に中
心軸３８の方向に関して約45°の角度をなす様に
磁気歪要素１２をセツトすることがより望まし
い。

磁気歪要素１２のコア２６やジヤケツト２８を
形成するのに、既に詳述したもの等以外の材料を
使用することができる。一般に、ジヤケツト２８
の磁気最大保持力がコアの磁気最大保持力の10倍
以上であるような材料を選ぶのが好適である。然
し、10倍の比率以下でも同様に充分であること
が、いくつかの例で判明されるであろう。

第５図において、ミリング又は同様な工法によ
り軸１２の表面２４に略円筒状の溝４０を軸方向
に延在させて設けた本発明の磁気歪要素１２の他
の実施例が示されている。この場合、磁気歪要素
１２は、溝４０中に挿入されボンド接合やハンダ
付け等の公知方法により固着された延在状磁気歪
ワイヤ４２からなる。磁気歪ワイヤ４２は、高い
磁気最大保持力を備えた鉄磁性体材料からなる円
管状のジヤケツト２８″に囲まれた低い磁気最大
保持力の鉄磁性体材料から成る円柱状のコア２
６″を有している。その例として、磁気歪ワイヤ
４２を“パーマロイ”や“バイカロイ
（Vicalloy）”で形成しても良く、その場合、ワイ
ヤ４２のコア２６″は約５エルステツドの磁気最
大保持力を備えていることが望ましい。ジヤケツ
ト２８″を形成するには、ワイヤ４２を加熱によ
り加工硬化し、例えば20から40エルステツドの磁
気最大保持力をジヤケツト２８″中に生じさせる。

第１図及び第６図において、トリガー用マグネ
ツト１８とリセツトマグネツト１６及び検出コイ
ル２０が、磁気歪要素１２の回転経路の近傍に軸
１４に近接させて配置されている。第１図で記号
“Ｎ”及び“Ｓ”によつて示されている様に、リ
セツトマグネツト１６の極性はトリガー用マグネ
ツト１８の極性とは反対に方向づけられ、且つ、
双方の極性は軸１４の中心線３８の方向に平行と
なつている。第６図に示される如く、リセツトマ
グネツト１６はトリガー用マグネツト１８と軸１
４の周りで反対側に位置されていることが望まし
いが、このような位置が要求されるわけではな
い。これと違つて、マグネツト等を本発明の効果
を損なうことなく互いに相対的に近接させて配置
することも可能である。殆どの応用例では、トリ
ガー用マグネツト１８として使用するには150エ
ルステツドの永久磁石が適し、リセツトマグネツ
ト１６として使用するには約50エルステツドの永
久磁石で通常は充分である。

本実施例においては、永久磁石を使用した好適
例が記載されているが、１個又はそれ以上の電磁
石の様な同等要素を使用してもよい。単一の電磁
石を用いる場合は、トリガー用とリセツト用の両
方の効果を奏する用に同一極性を繰り返し反転さ
せればよい。

第１図及び第６図に更に示されている如く、検
出コイル２０は、読出回路２２に接続された誘導
螺旋状コイルに巻き上げられた一本の導線からな
る。検出コイル２０は、磁気歪要素１２の回転経
路の近傍でトリガー用マグネツト１８と軸１４の
双方に近接して位置されている。殆どの場合に応
用できる適切な検出コイル２０は40ゲージのワイ
ヤを約1000回巻き上げて形成される。

本実施例では、検出コイルを使用した好適例が
記載されているが、ホール効果検出器、静電容量
検出器又は電気磁気アンテナの様な同等な装置
を、バルクハウゼン反転なだれに対する応答信号
を発生させる為に用いることが可能である。

鉄磁性体材料を磁界にさらして磁界が徐々に増
大した場合、材料中の磁化は円滑に変化しないこ
とが知られている。その代り、種々の強さの磁界
が届くと、材料中の磁化領域の配向がその度毎に
切り換わる。この増大する切換運動は、“バルク
ハウゼンジヤンプ”としてよく知られている。然
るに、最近、ここでは“バルクハウゼン反転なだ
れ”として言及されている磁化作用における大き
な乱調を発生させる要素中において個々の“バル
クハウゼンジヤンプ”が生じる様に、バルクハウ
ゼン効果を共鳴させることが可能であるというこ
とが、見い出された。この様な反転現象は、例え
ば、大衆科学雑誌“Wiegand′s Wonderful
Wires″の1979年の５月号のpp102−4165の記事に
記載されている。

第１図及び第６図のおいて、磁気歪要素１２は
軸１４と共に曲線矢印で図示される任意の方向に
回転するから、磁気歪要素１２は、Ａの符号で示
される角度位置からリセツトマグネツト１６を経
てＢ印の角度位置それからトリガー用マグネツト
１８及び検出コイル２０の近傍を連続的に通過す
る。角度位置印Ａ及びＢの正確な位置は任意であ
り、それらは第６図で明確にされている様に本発
明の各要素間の相対的な角度位置を表示する為だ
けに設定されているということを理解すべきであ
る。

第６図に関連した第７図をみれば、磁気歪要素
１２が軸１４の中心軸３８の周を回転するにつれ
てその内部の磁化が変化していることを知ること
ができる。Ａ位置では、磁気歪要素１２がそれを
“トリガーされた”状態にもつていくトリガー用
マグネツト１８を通過した直後であり、そこで
は、コア２６の磁極がジヤケツト２８の磁極に対
して揃つた同一方向をなしている。この状態は、
第７図の符号Ａの部分図において、コア２６の極
性を表す矢印４４とジヤケツト２８の極性を表す
矢印４６で示されている。符号４８で示される線
は、磁気誘導線を示しており、このようにしてＡ
位置での磁気歪要素１２の磁場変化が示される。
第７図の符号Ｂの部分図で示される磁気歪要素１
２がＢ位置を通過するときは、それはリセツトマ
グネツト１６を既に通過した後であるから“リセ
ツト状態”にある。リセツト状態においては、矢
印４，４′で表されるコア２６の極性が矢印４
６′で表されるジヤケツト２８の極性に対して反
転している。この後、磁気歪要素１２が再びＡ位
置を通過するときは、再度トリガー用マグネツト
１８のもとを通過し、そこでコアの極性が突然急
激に反転され第７図の符号A′の図で表される如
きトリガー状態となる。この急激な反転が前述し
たバルクハウゼン反転なだれとなり検出コイル２
０に略々理想的な電圧パルスを発生させる。その
結果、検出コイル２０に出力源が不要となり、且
つ、パルスは実質的に差異なく高感度となる。本
好適実施例の如く形成された要素から期待される
通常のパルスは約800ミリボルトであり、この大
きさは検出コイル２０で発生する信号を送る為の
増幅器の必要性を和らげる。又、コアの極性４４
をリセツトすることにより発生される電圧パルス
はトリガー用マグネツト１８によつて開始せしめ
られるバルクハウゼン反転なだれで発生される電
圧パルスに比べて小さい、ということに注意すべ
きである。前者のパルスは、読出回路２２に至る
までに公知のフイルタ回路を付設することによ
り、検出コイル２０の応答信号から分別され得
る。

第８図から、検出コイル２０において前述した
バルクハウゼン反転なだれによつて発生せしめら
れた符号５０で表されている電圧パルスの形は、
軸１４中の捩れ応力に関して測定可能な形に変化
する。軸１４が捩れ応力を受けているときは、そ
れは伝達されるトルクの大きさに比例して機械的
に中心軸３８の周りで捩つている。この捩り作用
は、機械的な負荷となり磁気歪要素１２の前述し
たバルクハウゼン反転なだれが比較的に影響され
る様に磁気歪要素１２を転換する。読出回路２２
に接続された検出コイル２０が、検出コイル２０
に誘導された電圧パルス５０の特性における１又
はそれ以上の変化によつて表される各バルクハウ
ゼン反転なだれにおけるこれらの変化を検出し測
定する。軸１４の回転周期で捩り負荷を割つた
商、これは検出コイル２０によつて発生せしめら
れたパルス周期から公知の回路によつて容易に測
定可能であるが、これは軸１４によつて伝達され
る馬力を表している。従つて、読出回路２２はト
ルク及び／又は馬力を表す信号を出力することが
できる。

第８図に描かれている電圧パルス５０は、本発
明の好適実施例における磁気歪要素１２から１２
から得られる電圧パルスを一般的に表したもので
ある。ここで、ライン５２は軸１４が捩れ負荷を
受けていないときに磁気歪要素１２によつて発生
せしめられるパルスを描いており、ライン５４は
軸１４が成る角度方向で捩れ負荷を受けるときに
磁気歪要素１２によつて発生せしめられるパルス
を表し、そして、ライン５６は軸１４が等しいが
ライン５４で表されているのとは反対の態様で捩
れ負荷を受けるときに発生せしめられるパルスを
表している、ということを理解しておくべきであ
る。これらのパルスはすべて軸１４が任意の一定
回転速度で回転されるときに得られる。これから
明らかなように、軸１４に加わる捩れ負荷が異な
るのと同様に、電圧パルス５４と５６は電圧パル
ス５２とはパルス幅において基本的に異なつてお
り、これは、第８図において符号Ｄで示される電
圧パルス５２のパルス幅と符号Ｃ及びＥで夫々示
されている電圧パルス５６及び５４のパルス幅と
の間の違いによつて表現されている。パルス幅
は、第８図において一点鎖線５８で示される電圧
パルス５２，５４及び５６の最大振幅の電圧レベ
ル以下である電圧識別レベルを予め選定すること
に基づき決まる。

第９図において、読出回路２２に好適に設けら
れる要素が示されている。又、第９図において
は、上述した電圧識別レベル５８によつて決定さ
れるパルス幅Ｔを有しており検出コイル２０から
読出回路２２に入力される代表的な電圧パルス５
０が模式的な形で示されている。読出回路２２は
電圧識別回路６０を有しており、これは、電圧パ
ルス５０が電圧識別レベル５８を上下する時を検
出してそのパルス幅Ｔに等しい周期を備えた矩形
波出力信号６２を発生させる。読出回路は、更
に、マルチバイブレータ６４と電気ゲート６６を
有しており、これにより、マルチバイブレータ６
４からのパルス６３を矩形波出力信号に重ねる。
そして、デジタルカウンタ６８が、各パルス幅の
範囲内に含まれるマルチバイブレータ６４からの
重ねられたパルスの数を数えることにより、矩形
波出力信号の周期Ｔを測定する。それから、デイ
スプレイ要素７０がデジタルカウンタ６８からの
出力を軸１４におけるトルク及び／又は馬力のレ
ベルの指示に同値変換する。このようにして、ト
ルクメータ１０は、時間に基づくトルクのデジタ
ル出力表示を効果的に提供する。

同様な効果を有する他の読出回路も当然使用で
きる。例えば、読出回路２２を電圧パルス５０の
ピーク値に比例するアナログ信号を発生する様に
構成することができる。この相関方法を利用する
場合、検出コイル２０からもたらされる信号は軸
１４の回転速度に依存せずに軸１４の捩れ負荷の
変化に応じて振幅が変化するということが分かる
であろう。即ち、トルクメータ１０によつて発生
される信号の振幅は軸１４の回転速度から独立し
ている。他の読出回路２２として、電圧パルス５
０の積分値の変化をトルクのレベルに相関付ける
様に構成することも可能である。又、他のもうひ
とつの例として、電圧パルス５０に沿つて一又は
それ以上の点から得られる導関数における変化と
トルクのレベルを相関付けるように構成すること
もできる。これらの読出回路の構成は、アメリカ
合衆国出願（特許出願番号第301683号、現在出願
係属中）において、引例として掲載されている。

効 果 第８図において、電圧パルス５０，５２及び５
６の表現において破断部７２があり、これはパル
ス同士が第８図で示されるより広く離れているこ
とを意味していることに注意すべきである。電圧
パルス５０が磁気歪要素１２における磁気極性の
急激なバルクハウゼン反転なだれの結果である
為、それらが検出コイル２０で発生される信号の
総サイクル周期の内のほんの小部分のみを小減さ
せるという理由から、この破断部は重要である。
この突然性及び存続期間の短さの為、従来技術の
装置が効率良く扱うことができない500000rpm以
上の速度まで軸回転速度が上昇する場合にも、本
発明を適用することができる。更に、磁化作用に
おける前述した変化から得られるパルスの特徴は
軸の回転速度によつて殆ど影響されない。特に振
幅に関してはそうである。斯くの如くして、それ
らの検出を始動及び終動時の低速度を含む幅広い
回転速度にわたるトルクの正確な測定に利用する
ことができる。更に、本発明は単一の読出信号か
ら出力を表示する信号という有用な副産物を得る
ことができる。軸に鉄磁性体領域がもし望むなら
セメントを使わずに形成されているから、突発的
なエラーを安定的に避けることができる。更に
又、磁気歪要素１２は軸１４に対してほんの僅か
な量を付着するだけで、捩れに応じたパルス５０
を読出回路２２に伝達するのになんら機械的な軸
１４との接触を必要としない。かくして、トルク
メータ１０は軸１４の初期のバランスを保つ。更
に、電圧パルス５０が非常に強いから、それらの
検出や処理が高価な増幅装置を用いずに実施され
得る。トルクメータ１０は、これら及び障害にな
らず且つ簡単であるというような他の利点を提供
するから、トルク／馬力測定を最終的に回転機械
のコントロール用に慣用されるパラメータにもつ
ていくであろう。尚、本発明は上記の特定の実施
例に限定されるものではなく、本発明の技術的範
囲内において種々の変形が可能であることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転軸に適用された本発明の好適実施
例を示した模式的斜視図、第２図は45°の角度を
成す配置で軸に形成された本発明の磁気歪要素を
示した模式的斜視図、第３図は本発明の好適な磁
気歪要素の内部構造を示した第１図における軸の
端面の部分拡大断面図、第４図は本発明の好適な
磁気歪要素のもう一つの内部構造を示した第１図
における軸の端面の部分拡大断面図、第５図は本
発明の好適な磁気歪要素の他のもう一つの内部構
造を示した第１図における軸の端面の部分拡大断
面図、第６図は任意の角度位置Ａ及びＢをも示し
ている第１図における配置の模式的側面図、第７
図は磁気歪要素がＡ及びＢから再びＡの位置を通
過するときの磁気歪要素のジヤケツトとコアの各
極性を夫々示した模式的説明図、第８図は電圧パ
ルスを示したグラフ図、第９図は読出回路２２の
１構成例を示したブロツク図である。 符号の説明、１２……磁気歪要素、１４……
軸、１６……リセツト用マグネツト、１８……ト
リガー用マグネツト、２０……検出コイル、２２
……読出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転物上に低度の磁気最大保持力を備えた材
   料から成るコアと高度な磁気最大保持力を備えて
   おり前記コアの周に設けられたジヤケツトとを有
   する磁気歪要素を形成するステツプと、前記コア
   の極性が前記ジヤケツトの極性に対して同一方向
   となるトリガーされた状態から前記コアの極性が
   前記ジヤケツトの極性に対して反対方向となるリ
   セツト状態に前記コアの磁気極性をリセツトする
   ステツプと、前記リセツト状態から前記トリガー
   された状態へバルクハウゼン反転なだれを引き起
   すトリガーステツプと、前記バルクハウゼン反転
   なだれに対する応答信号を発生させるステツプ
   と、前記応答信号を前記回転物のトルクレベルの
   指示に相関させるステツプとを有する回転物のト
   ルクレベル測定方法。 ２ 上記第１項において、前記磁気歪要素を形成
   するステツプは電着法を含むトルク測定方法。 ３ 上記第１項において、前記リセツトステツプ
   と前記トリガーステツプはマグネツトを前記磁気
   歪要素の近傍で前記回転物に近接させて配置する
   ことを夫々含むトルク測定方法。 ４ 上記第３項において、前記磁気歪要素は少な
   くとも部分的に鉄磁性体合金で構成されているト
   ルク測定方法。 ５ 上記第４項において、前記鉄磁性体合金は鉄
   −ニツケル−コバルトを有するトルク測定方法。 ６ 上記第４項において、前記コアは50％の鉄と
   50％のコバルトから成る合金から構成されてお
   り、前記ジヤケツトは75％の鉄と25％のニツケル
   合金から構成されているトルク測定方法。 ７ 上記第３項において、前記回転物の回転速度
   を前記応答信号から測定し、前記回転速度とトル
   クレベルの指示値から出力を計算する各ステツプ
   を有しているトルク測定方法。 ８ 上記第３項において、前記相関させるステツ
   プは前記応答信号のパルス幅のデジタル測定値に
   基づく時間を採るステツプを有しているトルク測
   定方法。 ９ 低度の磁気最大保持力を備えた材料から成る
   コアと高度な磁気最大保持力を備えており前記コ
   アの周に設けられたジヤケツトとを具有する回転
   物上に形成された磁気歪要素と、前記コアの極性
   が前記ジヤケツトの極性に対して同一方向となる
   トリガーされた状態から前記コアの極性が前記ジ
   ヤケツトの極性に対して反対方向となるリセツト
   状態に前記コアの磁気極性をリセツトする手段
   と、前記リセツト状態から前記トリガーされた状
   態へ前記コアの極性のバルクハウゼン反転なだれ
   を引き起すトリガー手段と、前記バルクハウゼン
   反転なだれに対する応答信号を発生させる手段
   と、前記応答信号を前記回転物のトルクレベルの
   指示に相関させる手段とを有する回転物のトルク
   レベル測定装置。 １０ 上記第９項において、前記リセツト手段、
   前記トリガー手段、前記信号発生手段及び前記相
   関手段は前記回転物から離隔して配置されている
   トルクレベル測定装置。 １１ 上記第１０項において、前記リセツト手段
   と前記トリガー手段は前記磁気歪要素の近傍で前
   記回転物に近接して配置されたマグネツトから成
   るトルクレベル測定装置。 １２ 上記第１１項において、応答信号の発生手
   段は検出コイルを有しているトルクレベル測定装
   置。 １３ 上記第１２項において、前記磁気歪要素は
   少なくとも部分的に鉄磁性体合金で構成されてい
   るトルクレベル測定装置。 １４ 上記第１３項において、前記鉄磁性体合金
   は鉄−ニツケル−コバルトを有するトルクレベル
   測定装置。 １５ 上記第１２項において、前記コアは50％の
   鉄と50％のコバルトから成る合金から構成されて
   おり、前記ジヤケツトは75％の鉄と25％のニツケ
   ルから成る合金で構成されているトルクレベル測
   定装置。 １６ 上記第１２項において、前記相関手段は前
   記応答信号のパルス幅のデジタル測定値に基づく
   時間を発生する為の読出回路を有するトルクレベ
   ル測定装置。 １７ 上記第１２項において、前記相関手段は前
   記応答信号の振幅を検出する為の読出回路を有す
   るトルクレベル測定装置。 １８ 上記第１２項において、前記相関手段は前
   記応答信号を積分する為の読出回路を有するトル
   クレベル測定装置。 １９ 上記第１２項において、前記相関手段は前
   記応答信号を微分する為の読出回路を有するトル
   クレベル測定装置。 ２０ バルクハウゼン反転なだれを発生させるこ
   とが可能な回転物上に形成された磁気歪要素と、
   前記磁気歪要素におけるバルクハウゼン反転なだ
   れを連続的に引き起し且つ各反転後に前記磁気歪
   要素をリセツトする為の手段と、前記バルクハウ
   ゼン反転なだれに対する応答信号を発生させる手
   段と、前記応答信号を前記回転物のトルクレベル
   の指示に相関させる為の手段とを有する回転物の
   トルクレベル測定装置。 ２１ 上記第２０項において、前記回転物におけ
   るトルクレベルの指示を出力の指示に変換する為
   の手段を更に有するトルクレベル測定装置。